IPv4 e IPv6

IPv4: 4 byte (36 bit) ➔ IPv6: 16 byte (128 bit)

Si utilizza il concetto di Netmask per specificare la quantità di bit dedicati alla sezione di rete (parte non attribuibile ai dispositivi controllati dal dispositivo con questo indirizzo). La netmask è una serie di 1 nella rappresentazione binaria che indica quale parte dell'indirizzo IP non può cambiare nella sottorete. Si utilizza anche la notazione /n dove n è il numero di bit a 1.

Esempio di netmask: 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0 = /24

Ad esempio, la rete 192.168.1.0 con la subnet precedente può avere client da 192.168.1.1 a 192.168.1.254 (l'ultimo indirizzo è riservato al broadcast) ed è anche indicabile come 192.168.1.0/24

Classi di indirizzi IPv4:

• Classe A: Netmask /8
• Classe B: Netmask /16
• Classe C: Netmask /24

Indirizzi IPv4 privati:

• 10.0.0.0/8: 1 possibile rete di Classe A
• 172.16.0.0/12: 16 possibili reti di Classe B
• ...

192.168.0.0/16 256 possibili reti di Classe C 32.

NAT (Network Address Translation) Viene usato per consentire l'uso di indirizzi IP privati all'interno di una sottorete connessa alla rete pubblica. Traduce tramite gli indirizzi privati e assegna a ogni richiesta una porta libera in modo che il destinatario, rimandando il pacchetto alla porta assegnata dal NAT, riesca a raggiungere lo stesso il mittente. Il compito della traduzione è del router che connette le due reti.

Layer 4: Protocolli di Trasmissione

3.1 UDP (User Datagram Protocol) UDP Utilizza Datagrammi e non fa nessun controllo, né sulla banda usata (flow control) né sulla avvenuta ricezione. Per via della minore quantità di controlli l'UDP è utile quando serve una comunicazione il più veloce possibile dove l'arrivo dei pacchetti o del giusto ordine di essi non è necessario. Un esempio di applicazione del protocollo UDP è la risoluzione DNS, dove

è più importante avere una risposta veloce che avere la certezza della consegna (in caso di scadenza del timeout di richiesta, se ne invia un altra)

Il protocollo UDP, a differenza del TCP, supporta l'invio di pacchetti in broadcast

3.1 TCP (Transmission Control Protocol)

È un protocollo reliable e connection oriented. TCP ha le seguenti caratteristiche:

• Previene il Packet loss
• Riordina I pacchetti ricevuti fuori ordine
• Consente multiple conversazioni (anche con stesso host)
• Flow Control 53.2.1 Three Way Handshake

Questo è il modo in cui ogni connessione TCP deve iniziare. A differenza dell'UDP, la connessione deve essere accettata dal server che manderà un SYN-ACK nel caso sia disponibile che verra confermato dall'ultimo ACK. I due valori iniziali del SYN sono randomici per evitare che un intruso possa "azzeccare" lo stesso numero o per lo meno sapere quale è il prossimo e mandare

un ACK per ogni pacchetto ricevuto, chi manda può aggiornare la quantità di byte che può mandare.

La window size viene comparata con la quantità di byte inviati totalmente tenendo traccia dei byte inviati grazie al sequence number in questa maniera:

Finto codice per comprensione

if (window_size + ultimo_ack_number < seq_number)
    invia();
else
    aspetta_un_ack_con_window_size_sufficiente();

Quando il ricevente arriva a una window size di 0, invia all'altro host un pacchetto chiamato zero-window packet per comunicare la mancanza di spazio.

A questo punto l'host che sta aspettando di inviare continua a mandare pacchetti vuoti chiamati keep-alive per mantenere la connessione e continuare a controllare la window size.

104. Layer 5: Protocolli di livello Applicativo

4.1 DNS (Domain Name System)

Porta: UDP/53

I server DNS sono strutturati in una gerarchia ad Albero con in cima il server root, al quale gli utenti possono mandare richieste di risoluzione di

domini.Nel caso di DNS ricorsivi, il server root risponde con l'indirizzo del Name Server successivo (adesempio quello .org) al quale il client che ha effettuato la richiesta andrà a chiedere di nuovo la risoluzione fino a trovare l'indirizzo desiderato. La risoluzione si legge da destra a sinistra.

Esempio:
1. root
2. .org
3. wikipedia.org

Figura 1.1 Struttura server DNS

Figura 1.2 Risoluzione del nome www.wikipedia.org

4.1 Tipi di Record DNS

• A (Host address)
• AAAA (IPv6 host address)
• ALIAS (Auto resolved alias)
• CNAME (Canonical name for an alias)
• MX (Mail eXchange)
• NS (Name Server)
• PTR (Pointer)
• SOA (Start Of Authority)
• SRV (location of service)
• TXT (Descriptive text)

4.2 NTP (Network Time Protocol)
Porta: UDP/123

Il tempo corretto viene calcolato includendo in ogni fase della richiesta un timestamp di quando il pacchetto è partito/arrivato. Quindi si hanno:
- Timestamp di partenza dal Client
- Timestamp di arrivo dal...

Server- Timestamp di partenza dal Server- Timestamp di arrivo al client

Quindi con abbiamo il tempo di percorrenza, al quale sottraiamo il tempo di elaborazione del server e possiamo quindi calcolare il RTT (round trip time) cont − t2 1δ = (t − t ) − (t − t )3 0 2 1

Ogni macchina nel protocollo NTP fa sia da client che da server allo stesso tempo 13

Ogni macchina ha uno Status (Stratificazione) corrispondente alla precisione del suo orologio rispetto a uno di partenza. Quando una macchina prende il tempo da un'altra, questa prende lo Status + 1 della macchina dalla quale ha preso l'ora.

I livelli sono:

0 Orologio Atomico➝1 Macchina collegata direttamente all'orologio atomico➝2 Macchina che si collega alla macchina di livello 1➝...

4.3 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

Porta: TCP/25

4.3.1 Invio di una mail

SMTP viene usato solo per inviare email. Per ricevere emails si usano i protocolli listati nella sezione 4.3.2

Ricezione mail da mailserver

Trasmette messaggi in codifica ASCII (7 bit)

Strategia Best Effort:

• Affidabile grazie al TCP
• se non posso inviare ora, riprova fino al timeout (di solito giorni)

Asynchronous: 14

La connessione e comunicazione di una email avviene nel seguente modo:

Dopo al Three way handshake, i seguenti messaggi devono essere inviati:

Dopo Data c'è sempre una riga vuota: \r\n

La mail finisce sempre con un \r\n.\r\n

Max caratteri per riga: 72 15

MIME

Permette l'estensione del protocollo all'uso di altri set di caratteri oltre ad ASCII 7 bit.

Permette inoltre di aggiungere allegati alle mail tramite l'uso di encoding base64 o altri metodi di encoding,

Esempio di Mime:

MIME-Version: 1.0
Content-Type: multipart/mixed; boundary=frontier

This is a message with multiple parts in MIME format.

--frontier
Content-Type: text/plain

This is the body of the message.

--frontier
Content-Type: application/octet-stream
Content-Transfer-Encoding:

Ricezione mail da mailserver

Per ricevere le email da un mail server, i client (Mail User Agent: MUA) possono usare 2 protocolli:

• POP3
• IMAP

POP3 Riceve e scarica le email localmente sulla macchina del ricevente.

IMAP Legge le email direttamente dal server.

Entrambi usano poi SMTP per inviare email.

FTP (File Transfer Protocol)

Porta: TCP/21

RFC: 114 1971765 1980959 1985

Richiede un login Client Server

USER username

PASS password

200 OK

Alcuni comandi:

• LIST
• CD
• PORT
• LCD
• RETR
• STOR
• DELE

RFC 1579 1994 ​​Introduce la modalità passiva (e il relativo comando PASV) per evitare i problemi del NAT

FTP Anonimo

Client Server

USER anonymous

PASS email

200 OK

FTP Sicuro

Usa la porta della SSH (22) (SSH FTP)

HTTP (HyperText Transfer Protocol)

Porta: TCP/80

Protocollo di tipo

domanda-risposta

Serve per mettere in comunicazione un client e un server

RFC: 2068 1997 HTTP/1.1

HTTP/1.1: 2616 1999

HTTP/2.0: 7540 2015

HTTP/2.0: 7540 2015

4.5.1 Methods

• GET <path> HTTP/1.1 - richiesta risorsa
• HEAD <path> HTTP/1.1 - chiede solo header file
• POST <path> HTTP/1.1 - usa il body nella richiesta (invio dati)
• PUT <path> HTTP/1.1 - upload file (NON USATO)

4.5.2 Format